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這期我們來聊個有趣的話題，你見過采用RS485總線傳輸功率器件驅動信號的應用嗎？我猜大部分人應該都沒有見過。這時候你可能會想這兩個風馬牛不相及的東西是怎么聯系在一起的？帶著這些疑問，開始我們這期的耿博士電力電子技術知識之旅吧！

首先，讓我們先了解一下什么是485。

RS485采用平衡發送和差分接收方式實現通信，發送端將串口的TTL電平信號轉換成差分信號A, B兩路輸出，經過線纜傳輸之后在接收端將差分信號還原成TTL電平。由于傳輸線通常使用雙絞線，又是差分傳輸，所以有強大的抗共模干擾的能力，總線收發器靈敏度很高，可以檢測到低至200mv電壓，故傳輸信號在千米之外都可以恢復。

我們所熟知的Modbus、Profibus協議都是基于485差分總線進行信號發送的。最大的傳輸速率達12Mbps。看到這里大家應該都知道了485是一種現場總線的物理層實現。由于采用了差分信號傳輸，抗干擾能力更強，在這個物理層之上還可以做各種協議，有了這些協議，我們就可以把工業現場的控制器、儀器儀表、執行機構等設備連接起來，實現信息傳遞。

對于485差分總線的應用，有些小伙伴可能已經抓住了關鍵詞：“差分傳輸”、“抗干擾能力更強”。是的，沒錯，那我們再來看看sic 驅動。

我們都知道隨著電力電子技術的不斷發展，傳統的硅（Si）基電力電子器件已經逐步接近其物理極限，以 SiC MOSFET為代表的第三代寬禁帶功率半導體器件應運而生。相比Si基器件，SiC器件的開關速度快，損耗小，頻率高，開關速度快意味著di/dt，dv/dt更高，EMI輻射當然也就更加嚴重了。Sic mosfet驅動電路作為功率回路和控制電路之間的接口，其性能的好壞將直接關系到逆變器能否正常工作，其中驅動信號更為關鍵，一旦受到干擾，很容易出過流、短路故障，嚴重時會導致器件損壞。看到這里大家應該知道了SiC應用的關鍵詞：“損耗小”、“頻率高”、“速度快”、“EMI嚴重”。

這時候你應該明白為什么采用485總線傳輸PWM驅動信號了吧。其實，為了提高驅動信號的抗干擾能力，PI（原Concept公司）在很多年以前就給出了應用注意事項[1]：

① Concept 的原邊SCALE-2 芯片的INA及INB的輸入跳變電平比較低， 具有施密特特性， 開啟和關斷閾值電壓分別為2.6V和1.3V。如果噪聲超過了這個數值，驅動器就會響應。為了增強信號的抗干擾能力，Concept 推薦使用電平轉換芯片MC14504將PWM信號的電平從3.3V/5V提高至15V。在驅動電路的輸入側配置電阻分壓網絡，這樣就相當于提升了輸入側的跳變門檻，因此更難響應噪聲。例如當R2=3.3K?，R3=1K?時，開通門檻會被提升至11 .18V， 關斷門檻提升至5.59V。

② 另外，Concept 對控制器到驅動器的電纜長度也提出了要求，建議傳輸電纜最好不要超過20cm，因為遠距離傳輸過程時由于電路中存在的寄生電容及線纜本身的雜散電感會形成振蕩， Concept推薦使用3M公司扁平雙絞電纜700S/2100S系列；

對于IGBT驅動的應用都有這么多的注意事項，想想SiC Mosfet相比IGBT速度更快，EMI也會更加嚴重，是不是更應該注意呢？做了這么多鋪墊，趕快把我們今天的主角請出來吧。下圖為CREE早期為客戶推薦的一款大功率SIC MOSFET驅動器[2]，型號為PT62SCMD12，驅動的開關頻率可達125kHz，適用于CREE 1200V 300A SiC模塊。

對于這款驅動的功能就不做詳細介紹了，感興趣的可以下載手冊自己去看看。今天，我們主要看一下它的原邊驅動信號是怎么處理的，下圖為驅動器原邊功能框圖。

該驅動為半橋驅動器，因此有兩路差分信號輸入，差分接收芯片為AM26C32。這顆芯片是一個4通道的差分接收器，滿足422接口標準。422和485類似都是差分總線接口，兩者的區別是422是全雙工的，而485是半雙工的，更詳細自己可去查查，老耿就不詳細介紹了。

好了，這期就給大家分享到這里吧，只要靈活的運用所學知識，芯片也可以“跨界”工作哦，希望這期能對大家有所啟發！

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參考文獻：

[1]  朱修春, 使用2SP0320T及2SP0115T的注意事項.

[2]  PT62SCMD12 datasheet.